Marte, foto via Pixabay
Circa 3, 5 miliardi di anni fa, Marte iniziò a passare da un clima più umido e più caldo al pianeta secco e freddo che vediamo oggi. Questo periodo di cambiamento geologico, noto come epoca esperiana, fu un periodo turbolento. Il pianeta rosso vide estese eruzioni vulcaniche e inondazioni catastrofiche mentre il ghiaccio sciolto si precipitava in ampi crateri, formando laghi. Questi disastri naturali hanno scavato una rete di bacini nella sua superficie chiamati canali di deflusso, erodendo il terreno e rimodellando il paesaggio del pianeta. La fine esatta di questo periodo geologico nella storia di Marte è sconosciuta, ma gli scienziati danno una stima approssimativa di 3 miliardi di anni fa.
Più tardi, molti di questi canali di deflusso furono coperti di lava, seppellendo le prove della storia geologica di Marte. Ma ora, una nuova mappa del sottosuolo del pianeta mostra per la prima volta come appare uno di questi canali sepolti in tre dimensioni. I risultati, pubblicati oggi sulla rivista Science, ricostruiscono la Marte Vallis, il più grande dei canali più giovani su Marte. Marte Vallis si trova nella regione dell'Elysium Planitia, una distesa di pianure lungo l'equatore e la più giovane regione vulcanica del pianeta .
Per creare la mappa 3D, i ricercatori hanno usato i dati di Shallow Radar, un dispositivo che ricerca acqua liquida o congelata sotto la crosta di Marte. Conosciuta come SHARAD, la tecnologia è a bordo del veicolo spaziale Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, che attualmente sta girando il pianeta per studiare il suo clima. Il radar dal suono orbitale di SHARAD funziona in modo analogo alle scansioni di immagini mediche. Invia segnali in superficie, alcuni dei quali rimbalzano automaticamente sul veicolo spaziale. I segnali che non riprendono rapidamente possono penetrare nella crosta di Marte e registrare strutture sepolte prima di tornare al dispositivo. I dati vengono visualizzati in sezioni trasversali bidimensionali, che vengono quindi raggruppati per creare la rappresentazione 3D. In questo modo, è stata rivelata una serie di canali profondamente scanalati.
Visualizzazione 3D dei canali sepolti di Marte Vallis sotto la superficie di Marte. Immagine via Smithsonian Institution / NASA / JPL-Caltech / Sapienza University of Rome / MOLA Team / USGS
Il sistema di canali, che oscilla tra i 10 milioni e mezzo miliardo di anni, si estende per 60 miglia di larghezza e si estende per oltre 600 miglia di lunghezza. Da ciò che si può vedere di Marte Vallis dalla superficie, i canali sono simili nella struttura ai più antichi sistemi di canali tracciati dall'esperiano , ma la lava che aveva oscurato molte delle loro caratteristiche ha reso difficile per i ricercatori fare stime accurate sulla sua profondità.
I nuovi dati rivelano che la scala dell'erosione per Marte Vallis era stata davvero sottovalutata: il canale principale largo 25 miglia è almeno due volte più profondo delle precedenti approssimazioni indicate. La mappa mostra più canali arroccati che si immettono nel canale principale più profondo e più ampio. Una volta questi canali si estendevano lungo una serie di quattro isole, che si inondarono in colline a forma di lacrima.
I ricercatori hanno scoperto che la geometria delle caratteristiche è simile a quella dei canali più antichi del pianeta, che sono meno oscurati dalla lava, rendendoli più facili da studiare. Ciò suggerisce anche che la Marte Vallis avrebbe potuto essere interamente scolpita dall'acqua, afferma l'autore dello studio principale Gareth Morgan, geologo presso il Centro per gli studi sulla Terra e sui pianeti del National Air and Space Museum. In effetti, la maggior parte degli scienziati di Marte accetta che i canali di deflusso su Marte fossero scolpiti dall'acqua. La lava scolpisce anche tunnel attraverso l'erosione termica che riscalda il terreno, ma Morgan afferma che questo processo non è plausibile per la scala dell'erosione nei canali di Marte Valle. La velocità di scorrimento dell'acqua è anche più efficiente all'erosione del flusso di lava, che può rimanere bloccato su una roccia, dice Morgan. Inoltre, la lava crea tunnel che non sono così larghi - in genere solo a diverse miglia di distanza - quindi i tunnel crollati non sono in grado di tenere conto delle ampie dimensioni dei canali.
Usando la mappa, i ricercatori sono stati anche in grado di individuare la fonte delle acque di inondazione: una parte ora sepolta della frattura di Cerberus Fossae, una serie di fessure sulla superficie del pianeta. I ricercatori ritengono che l'acqua proveniente da un serbatoio profondo sotto la superficie di Marte sia stata rilasciata dalla vicina attività tettonica o vulcanica, e ha funzionato rapidamente per formare i canali. Questi canali sarebbero stati un affare di breve durata ", afferma Morgan. “La frattura avrebbe collegato questa falda alla superficie. Dopo una breve durata di settimane o mesi, la fonte si sarebbe esaurita. "
Ma perché l'acqua era in quel bacino durante un periodo in cui si ritiene che il resto di Marte fosse asciutto? L'acqua, secondo gli autori, avrebbe potuto essere raccolta nelle falde acquifere sotto la superficie durante l'Esperiano. Questa acqua ipoteticamente avrebbe potuto rimanere stabile in forma liquida molto tempo dopo la fine dell'esperiano. Morgan ritiene che la mappa 3D possa fornire ulteriori prove a supporto di questa ipotesi, dimostrando che Marte era un luogo umido nel passato più recente, al contrario del lontano antico.
Più di 20 canali di deflusso simili sono sparsi sulla superficie del pianeta, estendendosi per centinaia di miglia di lunghezza. I più importanti si trovano nella Chryse Planitia, una pianura vulcanica circolare nell'emisfero settentrionale di Marte. Il più grande, il Kasei Valles, corre per 1.500 miglia lungo la pianura.
Inondazioni catastrofiche come quelle che hanno modellato i canali di Marte non sono uniche per il pianeta rosso. Circa 14.000 anni fa, la più grande inondazione conosciuta sulla Terra scaturì dal lago Missoula, un corpo idrico preistorico che esisteva alla fine dell'ultima era glaciale nell'attuale Montana. Le acque hanno eroso parte del paesaggio dello stato di Washington, formando le Scabland canalizzate, un terreno che ricorda i canali di deflusso marziano. Il canale principale di Marte Vallis è stimato tra 226 e 371 piedi di profondità, una profondità paragonabile alle Scabland canalizzate.
Quindi, se i vasti canali di deflusso di Marte si formassero sgorgando acqua, la domanda rimane: dov'è finito tutto?
Parte di esso vaporizzò, si diresse ai poli del pianeta e precipitò come ghiaccio su calotte polari, Dice Morgan. Simile a quelli che abbiamo sulla Terra, le estremità polari sul Pianeta Rosso sono coperte da strati di ghiaccio spessi miglia. Anche l'acqua avrebbe potuto riunirsi in aree poco profonde sotto la superficie, dove si è anche congelata: nel 2008, la missione Phoenix della NASA ha confermato l'esistenza di ghiaccio nel terreno poroso che costituisce gran parte della superficie del pianeta.
Un'altra possibilità, dice Morgan, è che l'antica acqua fuggì di nuovo in profondità nel sottosuolo, formando un grande bacino idrico che attende la sua possibilità di inondare di nuovo.
